地球的皮膚也需要呵護---記西南喀斯特地區(qū)土壤問題及其美容方案

2012-10-25 付智勇      】

  土壤是地球的皮膚

  土壤位于地殼的最外層,她就像地球的皮膚,沒有了土壤人類將無法生存。我們每天的食物直接或間接來自于土壤中生長的植物,土壤能夠錨固植物并為其提供生長所需的養(yǎng)分。我們每天呼吸的氧氣有大部分來自于生長其上的植物。我們每天飲用的水均曾滲入土壤,并經過土壤的過濾。我們所建造的幾乎所有建筑均建于土壤之上,并且常常將土壤作為一種建造材料使用。土壤就像我們身上的皮膚,我們常常忘記了她的存在,沒有對她進行細心呵護。

作為地球皮膚的土壤是地球生命支撐系統(tǒng)的核心區(qū)(Hillel, 2004)

  深厚且連續(xù)分布的土被—健康的皮膚

  健康的土被應該表現出土層深厚且分布連續(xù)的景象。深厚的土壤層環(huán)境容量大,能吸收和儲存更多的水分和養(yǎng)分供植物和土壤微生物利用,同時,從污染物質在土壤中的運移和轉化過程來看,深厚土壤層具有較大的環(huán)境自凈能力;其次,與淺薄的土壤相比,深厚的土壤具有更強的環(huán)境緩沖能力,能夠有效緩沖外界環(huán)境的脅迫和干擾,從而保護其上的生物不受傷害;第三,從水分循環(huán)的角度看,深厚且連續(xù)的土層能夠吸收更多的降雨,從而消減洪峰,增加枯水季節(jié)的河流流量。

深厚且連續(xù)分布的土被—健康的皮膚

  喀斯特地區(qū)土被淺薄且非連續(xù)分布—破碎的皮膚

  石灰?guī)r很容易溶解于水,而中國西南部恰好雨、熱同季,因此95%的碳酸鹽巖石溶解在雨水中,隨水滲入洞穴的地下河道中流失,僅5%殘存下來經風化形成土壤。南方紅壤丘陵形成1厘米土壤只需幾十年,而喀斯特地區(qū)要5000年到2萬年!所以這種地方特別不適宜高強度的耕作,耕作極易加劇水土流失;在山坡上開墾出兩畝地,耕不上三五年,可能就剩一畝三分了。

喀斯特地區(qū)成土能力弱,土層淺薄

喀斯特地區(qū)土被分布不連續(xù),地表支離破碎

  喀斯特地區(qū)土壤漏失—千瘡百孔的皮膚

  由于水對可溶性碳酸鹽巖進行以化學溶蝕作用為主,流水的沖蝕、潛蝕和崩塌等機械作用為輔的地質作用,導致喀斯特地區(qū)地表地下的二元空間結構明顯,水文過程迅速,地表水大量滲漏。在這種特殊的地質背景下,石質化純碳酸鹽巖坡地,可以看作為一個布滿“篩孔”的石頭“篩子”,溶溝、溶槽和洼地為被土壤塞住的形狀不一,大小不等的“篩孔”,“篩孔”內的土壤,通過地下漏失,充填土下化學溶蝕和管道侵蝕形成的孔隙和孔洞。植被破壞和土地墾殖等人類活動,破壞植物根系的網固作用,增加徑流入滲,促進地下管道侵蝕及其上覆土壤的沉陷補給,加速土壤的地下漏失和土地石質化。因此,減少人類活動干擾,是實現喀斯特退化生態(tài)系統(tǒng)植被恢復和生態(tài)系統(tǒng)服務功能提升的主要途徑。

喀斯特地區(qū)地表地下二元空間結構,水文過程迅速,地表水大量滲漏

 喀斯特地區(qū)地下空間發(fā)育,土壤地下漏失嚴重(唐益群等,2010)

  喀斯特地區(qū)皮膚美容方案

  西南喀斯特地區(qū)資源缺乏、環(huán)境脆弱,但是長期以來居住了大量人口,人類活動越大,水土流失越嚴重,陷入了生活貧困和生態(tài)退化的惡性循環(huán)。要恢復喀斯特地區(qū)的生態(tài),治本之策是生態(tài)移民,實行自然封育。

  然而,一方水土還得養(yǎng)育一方人,在保護好區(qū)域生態(tài)環(huán)境的同時還得解決大量居民的生計問題,這就是中國特有的國情。那么,應該從生態(tài)服務功能提升角度,重新思考巨大人口壓力脅迫下喀斯特生態(tài)恢復途徑。近年來,中國科學院環(huán)江喀斯特生態(tài)系統(tǒng)觀測研究站通過多年積累的大量野外調查、科學實驗和理論研究數據,開展坡耕地適應性景觀生態(tài)設計,不再種植玉米,改為構建木本飼料植物群落,大力發(fā)展優(yōu)質牧草與肉牛圈養(yǎng),形成喀斯特農牧復合生態(tài)系統(tǒng),大大減輕了墾殖活動對坡耕地的破壞。這些研究成果為喀斯特山區(qū)乃至其它類似生態(tài)脆弱區(qū)扶貧開發(fā)與生態(tài)建設提供了示范樣板。

適應性景觀生態(tài)設計與保護性替代產業(yè)模式(張明陽等,2010)

  基于峰叢洼地景觀結構與水土過程的生態(tài)恢復效果

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